JPH11352135A - Interatomic force microscope - Google Patents

Interatomic force microscope

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Publication number
JPH11352135A
JPH11352135A JP15611198A JP15611198A JPH11352135A JP H11352135 A JPH11352135 A JP H11352135A JP 15611198 A JP15611198 A JP 15611198A JP 15611198 A JP15611198 A JP 15611198A JP H11352135 A JPH11352135 A JP H11352135A
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JP
Japan
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sample
cantilever
probe
force microscope
atomic force
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15611198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Miyatani
竜也 宮谷
Kunio Nakajima
邦雄 中島
Kazuo Kayane
一夫 茅根
Toshihiko Sakuhara
寿彦 作原
Tatsuaki Ataka
龍明 安宅
Masamichi Fujihira
正道 藤平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Publication of JPH11352135A publication Critical patent/JPH11352135A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interatomic force microscope by which damages on a probe and a sample are reduced by vibrating a cantilever with a frequency below its resonance frequency and by scanning so that contact and separation between the probe and the sample are alternately repeated periodically, and by which interaction acting between the probe and the sample and properties of the sample picturized. SOLUTION: A cantilever or a sample is vibrated vertically relative to the surface of the sample with a frequency below a resonance frequency of the cantilever and scanning is performed so that contact and separation between the probe and the sample are alternately repeated periodically. In this case, the maximum repulsion on the probe is controlled as prescribed, to thereby obtain a topography of the sample. By recording a deflection signal 202 of the scanning cantilever, interaction acting between the probe and the surface of the sample and the distribution of properties of the sample can be picturized. In this device, since the probe and the sample are made to contact periodically, the probe does not drag the sample, to thereby reduce damages to the probe and the sample.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物質間に作用する
原子間力を利用して、試料の表面形状を観察する原子間
力顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atomic force microscope for observing a surface shape of a sample by utilizing an atomic force acting between substances.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子間力顕微鏡は、基本的に先端に探針
(プローブ)をもつ片持ちはり(カンチレバー)とその
たわみを検出する検出器、位置制御用の微動機構、それ
らを制御し、測定結果を表示するためのコンピューター
で構成されている。原子間力顕微鏡は、その走査方法に
よって接触式(コンタクトAFM)、非接触式(ノンコン
タクトAFM)、サイクリックコンタクト式に分けられ
る。
2. Description of the Related Art An atomic force microscope basically includes a cantilever having a probe at its tip and a detector for detecting its deflection, a fine movement mechanism for position control, and controlling them. It consists of a computer for displaying measurement results. Atomic force microscopes are classified into a contact type (contact AFM), a non-contact type (non-contact AFM), and a cyclic contact type according to the scanning method.

【0003】接触式は、プローブを試料表面に接触させ
ながら試料表面を走査させる方式で表面形状に加えて、
摩擦や硬さといった表面の物性の分布を観察することが
できる。非接触式は、カンチレバーをその共振周波数付
近で振動させることによってプローブが試料にふれるこ
となく走査する方式である。非接触なので、試料へのダ
メージが少ないといった特徴がある。
[0003] The contact type scans the surface of the sample while the probe is in contact with the surface of the sample.
The distribution of physical properties of the surface such as friction and hardness can be observed. The non-contact method is a method in which a probe is scanned without touching a sample by vibrating a cantilever near its resonance frequency. Since it is non-contact, there is a feature that damage to the sample is small.

【0004】サイクリックコンタクト式は、非接触式と
同様にカンチレバーをその共振周波数付近で振動させる
が、プローブが周期的に試料に接触しながら走査すると
いった違いがある。接触式に比べて、この方式は、試料
の引きずりが少ないため、試料のダメージが小さいとい
う特徴がある。接触式のAFMには、他の二方式にはない
特徴がある。それは、プローブと試料間に働く力の測定
である。力の測定は、図1に記載の力曲線を測定するこ
とで行われる。この力曲線からは、試料表面に関する重
要な情報が得られる。領域101では、試料表面の凹凸と
硬さに関する情報、領域102では、プローブと試料間に
働く引力及び斥力に関する情報、領域103では、プロー
ブと試料間に働く吸着力に関する情報が得られる。
The cyclic contact type vibrates the cantilever near its resonance frequency similarly to the non-contact type, but has a difference that the probe periodically scans while contacting the sample. Compared with the contact method, this method has a feature that the sample is less damaged because the drag of the sample is small. The contact type AFM has features not found in the other two methods. It is a measurement of the force acting between the probe and the sample. The measurement of the force is performed by measuring the force curve shown in FIG. This force curve provides important information about the sample surface. In the area 101, information on the unevenness and hardness of the sample surface is obtained, in the area 102, information on the attraction and repulsion acting between the probe and the sample, and in the area 103, information on the attraction force acting between the probe and the sample is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のAFMによる力測
定は、通常、試料の表面形状像を測定した後、表面形状
像上で場所を指定し、その場所で図1に記載したような
力曲線を測定することによって行われる。この場合、得
られるのは、その位置での吸着力等の情報である。しか
し、ほとんどの試料表面は不均一なので、試料表面の面
内での吸着力等の分布を測定する必要がある。
In the conventional force measurement by AFM, usually, after measuring a surface shape image of a sample, a location is designated on the surface shape image, and the force as shown in FIG. This is done by measuring the curve. In this case, what is obtained is information such as the suction force at that position. However, since most sample surfaces are non-uniform, it is necessary to measure the distribution of the attraction force and the like within the surface of the sample surface.

【0006】そのためには、力曲線を連続して測定しな
がら試料表面を走査しなければならない。通常、力曲線
を測定するためには、試料またはカンチレバーを上下に
振動させるが、その周波数は、高くても数十Hzである。
これは、その振動が等速であり、周波数が低く制限され
るためである。通常のAFMの表面形状像は65536画素で構
成されているから50Hzで力曲線を測定したとしても、一
つの画像を得るためには20分ほどかかってしまう。これ
は、通常のAFM測定のおよそ5倍ほどである。
For this purpose, the surface of the sample must be scanned while continuously measuring the force curve. Usually, in order to measure a force curve, a sample or a cantilever is vibrated up and down, and its frequency is at most several tens of Hz.
This is because the vibration is constant speed and the frequency is limited to a low value. Since the surface shape image of a normal AFM is composed of 65536 pixels, even if a force curve is measured at 50 Hz, it takes about 20 minutes to obtain one image. This is about five times the normal AFM measurement.

【0007】そこで、本発明は力曲線を高速に測定し、
通常のAFMと同等の短い測定時間で、表面形状に加え
て、吸着力等の力曲線から得られる試料表面に関する情
報の面内での分布を同時に測定し画像化することを課題
とする。
Therefore, the present invention measures the force curve at high speed,
It is an object to simultaneously measure and image in-plane distribution of information on a sample surface obtained from a force curve such as an adsorption force in addition to a surface shape in a short measurement time equivalent to a normal AFM.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の原子間力顕微鏡は、カンチレバーとプロー
ブを有し、試料またはカンチレバーに取り付けられたプ
ロ−ブを正弦波で振動させることによって、力曲線の測
定を高速化し、通常のAFMと同等の短い測定時間で、表
面形状に加えて、吸着力等の力曲線から得られる試料表
面に関する情報の面内での分布を同時に測定し画像化で
きるようにしたものである。
In order to solve the above problems, an atomic force microscope of the present invention has a cantilever and a probe, and vibrates a sample or a probe attached to the cantilever with a sine wave. Speeds up the measurement of force curves, and simultaneously measures the in-plane distribution of information about the sample surface obtained from force curves such as adsorption force in addition to the surface shape in a short measurement time equivalent to ordinary AFM. It is one that can be imaged.

【0009】さらに、プローブに働く最大斥力を一定に
保つようにプローブまたは試料の位置を制御しながら試
料表面上を操作することによって、試料表面の表面形状
像を得ることができるような原子間力顕微鏡とした。さ
らに、プローブと試料との距離が十分離れていてカンチ
レバーがたわんでいない状態でのカンチレバーのたわみ
を表す信号と、プローブが試料から受ける斥力が最大と
なっている状態でのカンチレバーのたわみを表す信号と
の差からプローブに働く最大斥力を決定することができ
るような原子間力顕微鏡とした。
Further, by controlling the position of the probe or the sample so as to keep the maximum repulsive force acting on the probe constant, the surface of the sample is manipulated while controlling the atomic force such that a surface shape image of the sample surface can be obtained. The microscope was used. Furthermore, a signal indicating the cantilever deflection when the probe and the sample are sufficiently far apart and the cantilever is not bent, and a signal indicating the cantilever deflection when the probe receives the maximum repulsive force from the sample. The atomic force microscope was designed so that the maximum repulsive force acting on the probe could be determined from the difference from the above.

【0010】さらに、試料の表面形状像と、試料表面上
でのプローブと試料表面との間に働く相互作用および試
料の物性分布と、を同時に画像化することができるよう
な原子間力顕微鏡とした。さらに、プローブと試料表面
との間に働く引力及び斥力を画像化することができるよ
うな原子間力顕微鏡とした。
Further, an atomic force microscope capable of simultaneously imaging a surface shape image of a sample, an interaction acting between the probe and the sample surface on the sample surface, and a physical property distribution of the sample. did. Further, an atomic force microscope capable of imaging attractive and repulsive forces acting between the probe and the sample surface was used.

【0011】さらに、カンチレバーまたは試料の振動に
同期した二つのトリガ信号のタイミングを調節し、それ
ぞれのタイミングでのカンチレバーのたわみを表す信号
の差からプローブと試料との間に働く引力および斥力を
決定することができるような原子間力顕微鏡とした。さ
らに、プローブと試料との間に働く吸着力の分布を画像
化することができるような原子間力顕微鏡とした。
Further, the timing of two trigger signals synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the attraction and repulsion acting between the probe and the sample are determined from the difference between the signals representing the deflection of the cantilever at each timing. Atomic force microscope that can perform the measurement. Further, an atomic force microscope capable of imaging the distribution of the adsorption force acting between the probe and the sample was used.

【0012】さらに、カンチレバーまたは試料の振動に
同期した開始と終了のトリガ信号のタイミングを調節
し、開始トリガから終了トリガの間でのカンチレバーの
たわみを表す信号からプローブと試料との間に働く吸着
力を決定することができるような原子間力顕微鏡とし
た。さらに、試料表面の硬さの分布を画像化することが
できるような原子間力顕微鏡とした。
Further, the timing of the start and end trigger signals synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the signal representing the deflection of the cantilever between the start trigger and the end trigger is used to perform adsorption between the probe and the sample. The atomic force microscope was such that the force could be determined. Further, an atomic force microscope capable of imaging the distribution of hardness of the sample surface was used.

【0013】さらに、カンチレバーまたは試料の振動に
同期した二つのトリガ信号のタイミングを調節し、それ
ぞれのタイミングでのカンチレバーのたわみを表す信号
の差から試料表面の硬さを決定することができるような
原子間力顕微鏡とした。さらに、カンチレバーのたわみ
を表す信号から試料表面に関する情報を取得するタイミ
ングと、表面形状に関する情報を取得するタイミングを
同期させることができるような原子間力顕微鏡とした。
Furthermore, the timing of two trigger signals synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the hardness of the sample surface can be determined from the difference between the signals representing the deflection of the cantilever at each timing. An atomic force microscope was used. Furthermore, an atomic force microscope was used that can synchronize the timing of acquiring information about the sample surface from the signal representing the deflection of the cantilever with the timing of acquiring information about the surface shape.

【0014】さらに、試料表面の形状測定と同時に試料
表面上の各位置でのカンチレバーのたわみを表す信号の
一周期分または、その一部を記憶装置に保存することが
できるような原子間力顕微鏡とした。さらに、試料表面
の形状に関する情報を取得するタイミングと、試料表面
上の各位置でのカンチレバーのたわみを表す信号の一周
期分または、その一部を記憶装置に保存するタイミング
と、を同期させることができるような原子間力顕微鏡と
した。
Further, an atomic force microscope capable of storing one cycle of a signal representing the deflection of the cantilever at each position on the sample surface or a part thereof in a storage device simultaneously with the measurement of the shape of the sample surface. And Furthermore, the timing for acquiring information on the shape of the sample surface and the timing for storing one cycle or a part of a signal representing the deflection of the cantilever at each position on the sample surface in a storage device are synchronized. An atomic force microscope was developed so as to produce

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図面
に基づいて説明する。 [実施の形態1]本発明で述べている新規AFMは、カン
チレバーまたは、試料をカンチレバーの共振周波数以下
で振動させている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Embodiment 1] In the novel AFM described in the present invention, a cantilever or a sample is vibrated at a resonance frequency or lower of the cantilever.

【0016】図2は、試料を正弦波で振動させた場合の
カンチレバーのたわみの変化を模式的に示している。グ
ラフの横軸は時間、縦軸は変位量である。実線で示した
曲線は、カンチレバーの先端の変位量であり、破線は試
料の変位量である。プローブと試料が十分に離れている
状態ではプローブに力が働いていないので、カンチレバ
ー先端の位置は変化しない。試料がプローブに近づくに
つれプローブと試料との間に引力が働きその引力の勾配
とカンチレバーのバネ定数が釣り合った点aでカンチレ
バーが試料側にたわんでプローブが試料表面に接触す
る。その後、プローブは試料と共に上昇し、カンチレバ
ーは上側にたわむ。試料の変位量が最大になった後、プ
ローブは試料と共に下降し、カンチレバーは下向きにた
わむ。多くの場合、吸着力によってプローブはa点での
位置よりもさらに、下降する。吸着力とカンチレバーの
復元力が釣り合うd点でプローブは試料表面から離れ、
カンチレバーは自由振動をはじめる。大気中では、大気
の粘性抵抗によって自由振動は減衰し、カンチレバーは
たわみのない状態に戻り、再び、e点でプローブが試料
に接触する。この、a点からe点までのカンチレバーのた
わみ量から、プローブと試料との間に働く相互作用およ
び試料表面の物性に関する情報を得ることができる。た
とえばa点からd点までの、プローブが試料に接触してい
る領域では試料表面の硬さに関する情報を得ることがで
きる。
FIG. 2 schematically shows a change in the deflection of the cantilever when the sample is vibrated by a sine wave. The horizontal axis of the graph is time, and the vertical axis is displacement. The curve shown by the solid line is the displacement of the tip of the cantilever, and the broken line is the displacement of the sample. In a state where the probe and the sample are sufficiently separated, no force is applied to the probe, so that the position of the tip of the cantilever does not change. As the sample approaches the probe, an attractive force acts between the probe and the sample, and at a point a where the gradient of the attractive force and the spring constant of the cantilever are balanced, the cantilever bends toward the sample side and the probe comes into contact with the sample surface. Thereafter, the probe rises with the sample and the cantilever flexes upward. After the maximum displacement of the sample, the probe descends with the sample and the cantilever flexes downward. In many cases, the probe lowers further than the position at point a due to the attraction force. The probe moves away from the sample surface at point d where the adsorption force and the restoring force of the cantilever balance,
The cantilever starts free vibration. In the atmosphere, the free vibration is attenuated by the viscous drag of the atmosphere, the cantilever returns to a non-deflected state, and the probe again contacts the sample at point e. From the amount of deflection of the cantilever from point a to point e, information on the interaction between the probe and the sample and the physical properties of the sample surface can be obtained. For example, in the region from the point a to the point d where the probe is in contact with the sample, information on the hardness of the sample surface can be obtained.

【0017】また、プローブが試料表面から離れるd点
でのカンチレバーのたわみ量からプローブと試料との間
に働く吸着力に関する情報を得ることができ、e点の直
前のカンチレバーのたわみ量からは、プローブと試料と
の間に働く引力や斥力に関する情報を得ることができ
る。さらに、プローブが試料によって押し上げられたと
きのカンチレバーの最大たわみ量201を一定に保つよう
にフィードバック制御を行いながら、試料表面を走査す
ることによって試料の表面形状に加えて前記のプローブ
と試料との間に働く相互作用および試料表面の物性の分
布像を得ることができる。
Further, information on the adsorption force acting between the probe and the sample can be obtained from the amount of deflection of the cantilever at the point d where the probe is separated from the sample surface, and from the amount of deflection of the cantilever immediately before the point e, Information on the attraction and repulsion acting between the probe and the sample can be obtained. Further, while performing feedback control so as to keep the maximum amount of deflection 201 of the cantilever when the probe is pushed up by the sample, by scanning the sample surface, in addition to the surface shape of the sample, the probe and the sample It is possible to obtain a distribution image of the interaction between the particles and the physical properties of the sample surface.

【0018】[実施の形態2]AFMでは、カンチレバー
のたわみをたわみ検出器によって検出している。たわみ
検出器はカンチレバーのたわみに比例した電気信号(た
わみ信号)を出力する。図3および4を用いて、たわみ
信号から、第一実施例で述べた試料の表面形状、プロー
ブと試料との間に働く相互作用および試料表面の物性に
関する情報を取得するためのたわみ信号処理装置につい
て説明する。図3および図4は、それぞれ、たわみ信号
処理装置のブロック図、たわみ信号処理装置の動作を示
すタイミングチャートである。
[Embodiment 2] In the AFM, the deflection of the cantilever is detected by a deflection detector. The deflection detector outputs an electric signal (deflection signal) proportional to the deflection of the cantilever. 3 and 4, a deflection signal processing apparatus for acquiring information on the surface shape of the sample, the interaction between the probe and the sample, and the physical properties of the sample surface described in the first embodiment from the deflection signal. Will be described. 3 and 4 are a block diagram of the deflection signal processing device and a timing chart showing the operation of the deflection signal processing device, respectively.

【0019】たわみ信号処理装置は、おもにカンチレバ
ーまたは試料を振動させる加振信号と同期したトリガを
発生させるトリガ発生回路301、トリガのタイミングを
調節するトリガ調節回路303a〜h、リファレンス信号サ
ンプル&ホールド回路304、極大値ホールド回路305、極
小値ホールド回路306、引力・斥力用サンプル&ホール
ド回路307、弾性用サンプル&ホールド回路308および30
9、減算器310a〜dで構成されている。
The deflection signal processing device mainly includes a trigger generation circuit 301 for generating a trigger synchronized with an excitation signal for vibrating the cantilever or the sample, trigger adjustment circuits 303a to h for adjusting trigger timing, a reference signal sample and hold circuit. 304, local maximum hold circuit 305, local minimum hold circuit 306, sample and hold circuit 307 for attractive and repulsive forces, sample and hold circuits 308 and 30 for elasticity
9. It is composed of subtractors 310a to 310d.

【0020】たわみ検出器からのたわみ信号はリファレ
ンス信号サンプル&ホールド回路304、極大値ホールド
回路305、極小値ホールド回路306、引力・斥力用サンプ
ル&ホールド回路307、弾性用サンプル&ホールド回路3
08および309へ入力される。トリガ調節回路303aを使っ
て、402のaに示すようにカンチレバーがたわんでいない
状態にトリガのタイミングを調節することによって、リ
ファレンス信号サンプル&ホールド回路304がリファレ
ンス信号となるカンチレバーのたわんでいない状態での
たわみ信号をの大きさを出力する。この、リファレンス
信号はカンチレバーのたわみがない状態を表す。
The deflection signal from the deflection detector is a reference signal sample & hold circuit 304, a maximum value hold circuit 305, a minimum value hold circuit 306, a sample & hold circuit for attractive / repulsive force 307, a sample & hold circuit for elasticity 3.
Input to 08 and 309. By using the trigger adjustment circuit 303a to adjust the trigger timing to the state in which the cantilever is not bent as shown at 402a, the reference signal sample & hold circuit 304 can be used in a state where the cantilever serving as the reference signal is not bent. Output the magnitude of the deflection signal. This reference signal indicates a state in which the cantilever does not bend.

【0021】極大値ホールド回路305は、任意の時間窓
内での極大値を検出し出力する回路である。トリガ調節
回路303bおよび303cを使って403bおよび403cのタイミン
グを調節する。このとき、たわみ信号401が極大になる
時刻が403bから403cの間にくるようにする。極大値ホー
ルド回路305はトリガ403bから403cまでの時間内でたわ
み信号401の最大値を検出し出力する。この信号とリフ
ァレンス信号との差を一定に保つようにフィードバック
制御を行いながら試料表面を走査することによって、試
料の表面形状を得ることができる。
The local maximum hold circuit 305 is a circuit for detecting and outputting a local maximum within an arbitrary time window. The timings of 403b and 403c are adjusted using trigger adjustment circuits 303b and 303c. At this time, the time when the deflection signal 401 becomes maximum is set between 403b and 403c. The maximum value hold circuit 305 detects and outputs the maximum value of the deflection signal 401 within the time from the trigger 403b to the trigger 403c. By scanning the sample surface while performing feedback control so as to keep the difference between this signal and the reference signal constant, the surface shape of the sample can be obtained.

【0022】極小値ホールド回路306は、任意の時間窓
内での極小値を検出し出力する回路である。トリガ調節
回路303dおよび303eを使って404dおよび404eのタイミン
グを調節する。このとき、プローブが試料から離れる時
刻が404dと404eの間にくるように調節する。極小値ホー
ルド回路306はトリガ404dから404eまでの時間内でたわ
み信号401の極小値を検出し出力する。この信号とリフ
ァレンス信号との差がプローブと試料との間に働く吸着
力の大きさを表す。カンチレバーのバネ定数を用いれ
ば、吸着力を求めることができる。
The minimum value hold circuit 306 is a circuit that detects and outputs a minimum value within an arbitrary time window. The timings of 404d and 404e are adjusted using trigger adjustment circuits 303d and 303e. At this time, the time at which the probe separates from the sample is adjusted so as to fall between 404d and 404e. The minimum value hold circuit 306 detects and outputs the minimum value of the deflection signal 401 within the time from the trigger 404d to the trigger 404e. The difference between this signal and the reference signal indicates the magnitude of the adsorption force acting between the probe and the sample. If the spring constant of the cantilever is used, the attraction force can be obtained.

【0023】引力・斥力用サンプル&ホールド回路307
が、たわみ信号をサンプリングするタイミングはトリガ
調節回路、303fを使って、405のfに示すように、プロー
ブが試料に接触する直前のプローブと試料との間に働く
引力または斥力によってカンチレバーがたわんでいる領
域に調節する。引力・斥力用サンプル&ホールド回路30
7の出力とリファレンス信号との差がプローブと試料と
の間に働く引力および斥力といったプローブと試料間に
働く相互作用の大きさを表す。
Sample / hold circuit 307 for attractive / repulsive force
However, the timing of sampling the flexure signal is determined by using the trigger adjustment circuit, 303f, and as shown in 405f, the cantilever bends due to the attractive or repulsive force acting between the probe and the sample immediately before the probe contacts the sample. Adjust to the area where you are. Attraction / repulsion sample & hold circuit 30
The difference between the output of 7 and the reference signal indicates the magnitude of the interaction between the probe and the sample, such as the attractive and repulsive forces acting between the probe and the sample.

【0024】弾性用サンプル&ホールド回路308および3
09がたわみ信号をサンプリングするタイミングは、トリ
ガ調節回路303gおよび303hを使って、406のgおよび407
のhに示すように、プローブが試料に接触していて、カ
ンチレバーのたわみが増加または減少するどちらか一方
の側で時刻をずらして調節する。弾性用サンプル&ホー
ルド回路308および309の出力の差が試料表面の硬さを表
す。
Sample and hold circuits 308 and 3 for elasticity
The timing at which 09 samples the deflection signal is determined by using trigger adjustment circuits 303g and 303h,
As shown in h, the probe is in contact with the sample, and the time is adjusted on either side where the deflection of the cantilever increases or decreases. The difference between the outputs of the elastic sample and hold circuits 308 and 309 indicates the hardness of the sample surface.

【0025】試料表面を走査しながら、上記の表面形
状、吸着力、引力・斥力、硬さを反映する信号をサンプ
リングすることにより、表面形状像と同時に吸着力、引
力・斥力、硬さの分布像を得ることができる。また、試
料又はカンチレバーを振動させる信号と表面形状像等を
取得するためのサンプリングのタイミングを同期させる
ことにより、実際の試料表面と、取得した画像との整合
性をより高めることができる。
While scanning the surface of the sample, a signal reflecting the surface shape, the attractive force, the attractive force / repulsive force, and the hardness is sampled, and the distribution of the attractive force, the attractive force / repulsive force, and the hardness simultaneously with the surface shape image. An image can be obtained. In addition, by synchronizing the signal for oscillating the sample or the cantilever with the sampling timing for acquiring the surface shape image and the like, the consistency between the actual sample surface and the acquired image can be further improved.

【0026】[実施の形態3]図5および図6は、たわ
み信号処理装置のブロック図とタイミングチャートであ
る。たわみ信号処理装置は、おもにカンチレバーまたは
試料を振動させる加振信号と同期したトリガを発生させ
るトリガ発生回路501、トリガのタイミングを調節する
トリガ調節回路503a〜e、サンプリング回路および記憶
装置504および509、リファレンス信号サンプル&ホール
ド回路505、極大値ホールド回路506、減算器507で構成
されている。
[Embodiment 3] FIGS. 5 and 6 are a block diagram and a timing chart of a deflection signal processing device. The deflection signal processing device mainly includes a trigger generation circuit 501 for generating a trigger synchronized with an excitation signal for vibrating the cantilever or the sample, trigger adjustment circuits 503a to 503e for adjusting trigger timing, sampling circuits and storage devices 504 and 509, It comprises a reference signal sample & hold circuit 505, a local maximum value hold circuit 506, and a subtractor 507.

【0027】たわみ検出器からのたわみ信号はサンプリ
ング回路および記憶装置504、リファレンス信号サンプ
ル&ホールド回路505、極大値ホールド回路506へ入力さ
れる。トリガ調節回路503aを使って、602のaに示すよう
にカンチレバーがたわんでいない状態にトリガのタイミ
ングを調節することによって、リファレンス信号サンプ
ル&ホールド回路505がリファレンス信号となるカンチ
レバーのたわんでいない状態でのたわみ信号の大きさを
出力する。この、リファレンス信号はカンチレバーのた
わみがない状態を表す。
The deflection signal from the deflection detector is input to a sampling circuit and storage device 504, a reference signal sample and hold circuit 505, and a local maximum hold circuit 506. By using the trigger adjustment circuit 503a to adjust the trigger timing to a state where the cantilever is not bent as shown in a of 602, the reference signal sample & hold circuit 505 can be used in a state where the cantilever serving as the reference signal is not bent. The magnitude of the deflection signal is output. This reference signal indicates a state in which the cantilever does not bend.

【0028】極大値ホールド回路506は、任意の時間窓
内での極大値を検出し出力する回路である。トリガ調節
回路503bおよび503cを使って603bおよび603cのタイミン
グを調節する。このとき、たわみ信号601が極大になる
時刻が603bから603cの間にくるようにする。極大値ホー
ルド回路506はトリガ603bから603cまでの時間内でたわ
み信号601の極大値を検出し出力する。この信号とリフ
ァレンス信号との差を一定に保つようにフィードバック
制御を行いながら試料表面を走査することによって、試
料の表面形状を得ることができる。
The local maximum hold circuit 506 is a circuit that detects and outputs a local maximum within an arbitrary time window. The timings of 603b and 603c are adjusted using trigger adjustment circuits 503b and 503c. At this time, the time when the deflection signal 601 becomes maximum is set between 603b and 603c. The maximum value hold circuit 506 detects and outputs the maximum value of the deflection signal 601 within the time from the trigger 603b to the trigger 603c. By scanning the sample surface while performing feedback control so as to keep the difference between this signal and the reference signal constant, the surface shape of the sample can be obtained.

【0029】サンプリング回路および記憶装置504は、
時刻602aから時刻602dまで、たわみ信号をサンプリング
し試料表面上の各点での一周期分のたわみ信号を連続し
て記憶装置に保存する。表面形状像を測定した後、記憶
装置に保存してあるたわみ信号から任意のタイミングで
のたわみ信号を抽出することにより、引力・斥力分布
像、吸着力分布像、硬さ分布像を形成する。
The sampling circuit and the storage device 504 include:
From time 602a to time 602d, the deflection signal is sampled and one cycle of the deflection signal at each point on the sample surface is continuously stored in the storage device. After measuring the surface shape image, an attraction / repulsion distribution image, an attraction force distribution image, and a hardness distribution image are formed by extracting a deflection signal at an arbitrary timing from the deflection signal stored in the storage device.

【0030】また、サンプリング回路および記憶装置50
9は、たわみ信号の一部分をサンプリングし記憶装置に
保存するものである。その、サンプリングする範囲は、
トリガ調節回路503dと503eを使って、604eおよび604f
のに示すように調節する。ここで、604eおよび604fはそ
れぞれ、サンプリングの開始トリガと終了トリガであ
る。同様の回路を複数使用することによってたわみ信号
の複数の任意の部分をサンプリングして記憶装置に保存
することができる。これによって、記憶装置の容量を小
さくすることができる。
The sampling circuit and the storage device 50
Numeral 9 is for sampling a part of the deflection signal and storing it in a storage device. The sampling range is
Using trigger adjustment circuits 503d and 503e, 604e and 604f
Adjust as shown. Here, 604e and 604f are a start trigger and an end trigger of sampling, respectively. By using multiple similar circuits, multiple arbitrary portions of the flex signal can be sampled and stored in a storage device. Thereby, the capacity of the storage device can be reduced.

【0031】このように、たわみ信号のすべてまたは一
部を記録し保存することで面内だけでなく、プローブと
試料との距離に対するプローブと試料間に働く相互作用
の分布を得ることができる。また、試料又はカンチレバ
ーを振動させる信号と表面形状像等を取得するためのサ
ンプリングのタイミングとサンプリング回路および記憶
装置がサンプリングを開始するタイミングとを同期させ
ることにより、実際の試料表面と、取得した画像との整
合性をより高めることができる。
As described above, by recording and storing all or a part of the flexure signal, it is possible to obtain not only the in-plane distribution but also the distribution of the interaction between the probe and the sample with respect to the distance between the probe and the sample. In addition, by synchronizing a signal for oscillating the sample or the cantilever and a sampling timing for acquiring a surface shape image and the like and a timing at which the sampling circuit and the storage device start sampling, the actual sample surface and the acquired image are obtained. Can be further improved.

【0032】[実施の形態4]図7から図9は、実施の
形態3から4を利用したAFMのブロック図である。図7
は、試料走査用のXYZトランスレータ705を利用して試料
を振動させる形式のAFMのブロック図である。XYZトラン
スレータ705のZ端子に高さの制御信号に加算器711を使
って加振信号を重畳するによって、試料を振動させる。
[Fourth Embodiment] FIGS. 7 to 9 are block diagrams of an AFM using the third to fourth embodiments. FIG.
FIG. 2 is a block diagram of an AFM in which a sample is vibrated using an XYZ translator 705 for scanning a sample. The sample is vibrated by superimposing the excitation signal on the height control signal on the Z terminal of the XYZ translator 705 using the adder 711.

【0033】また、図7のXYZトランスレータを利用し
て試料を振動させる方式は、簡便ではあるが、一般的に
XYZトランスレータの共振周波数が低いため加振周波数
の範囲が狭くなってしまう。そこで、図8に示すように
XYZトランスレータとは独立に共振周波数の高い加振
用アクチュエータ810を付加し試料を振動させることに
よって、加振周波数の範囲を広くすることができる。
Although the method of vibrating the sample using the XYZ translator of FIG. 7 is simple, it is generally used.
Since the resonance frequency of the XYZ translator is low, the range of the excitation frequency is narrowed. Therefore, as shown in FIG.
By adding a vibration actuator 810 having a high resonance frequency independently of the XYZ translator and vibrating the sample, the range of the vibration frequency can be widened.

【0034】また、図9で示すように、加振用アクチュ
エータ910にカンチレバーを固定してカンチレバーを振
動させることによっても同様の効果を得ることができ
る。
As shown in FIG. 9, the same effect can be obtained by fixing the cantilever to the vibration actuator 910 and vibrating the cantilever.

【0035】[0035]

【発明の効果】従来のAFMでは、試料表面上の一点での
測定に限られていたプローブ−試料間の相互作用測定
が、本発明によって、平面内での相互作用分布に加え試
料表面に対して垂直方向の相互作用分布を測定できるよ
うになる。また、副次的な効果としてサイクリックコン
タクト式に比べてプローブが試料に接触する回数が少な
いので試料およびプローブのダメージが少ないという効
果がある。
According to the conventional AFM, the probe-sample interaction measurement, which was limited to measurement at a single point on the sample surface, is now improved by the present invention in addition to the interaction distribution in the plane and the sample surface. Measurement of the interaction distribution in the vertical direction. Further, as a secondary effect, the number of times that the probe contacts the sample is smaller than that of the cyclic contact type, so that the sample and the probe are less damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】距離に対する力曲線の模式図である。円または
楕円で囲んだ部分は、それぞれの情報が得られると思わ
れる領域を示している。
FIG. 1 is a schematic diagram of a force curve with respect to distance. A portion surrounded by a circle or an ellipse indicates an area where each piece of information can be obtained.

【図2】本発明を応用したAFMの例としてサンプルを振
動させた場合のカンチレバーのたわみの変化を示す時間
に対するたわみ曲線の図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a deflection curve with respect to time showing a change in deflection of a cantilever when a sample is vibrated as an example of an AFM to which the present invention is applied.

【図3】たわみ信号処理装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a deflection signal processing device.

【図4】本発明による装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the device according to the present invention.

【図5】別タイプのたわみ信号処理装置のブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram of another type of deflection signal processing device.

【図6】本発明による別タイプの装置の動作をしめすタ
イミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of another type of apparatus according to the present invention.

【図7】本発明を応用した、試料を走査させ、XYZトラ
ンスレータのZトランスレータによって加振するタイプ
のAFMのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of an AFM to which a sample is scanned and which is excited by a Z translator of an XYZ translator to which the present invention is applied.

【図8】本発明を応用した、試料を走査させ、XYZトラ
ンスレータに付加したアクチュエータによって加振する
タイプのAFMのブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of an AFM of a type to which the present invention is applied, in which a sample is scanned and vibrated by an actuator added to an XYZ translator.

【図9】本発明を応用した、試料を走査させ、カンチレ
バーをアクチュエータに固定して加振するタイプのAFM
のブロック図である。
FIG. 9 is an application of the present invention, in which a sample is scanned, and a cantilever is fixed to an actuator to vibrate the AFM.
It is a block diagram of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 距離に対する力曲線から試料のトポグラフィー、
粘弾性に関する情報が得られる領域 102 距離に対する力曲線からプローブと試料との間の
引力・斥力に関する情報が得られる領域 103 距離に対する力曲線からプローブと試料との間に
働く吸着力に関する情報が得られる領域 201 フィードバックコントロールおよびトポグラフィ
ー像に使用される信号 202 カンチレバーのたわみ信号 204 プローブと試料との間にはたらく吸着力の大きさ
を示す信号 205 試料表面の硬さを示す信号 206 プローブと試料との間にはたらく引力・斥力の大
きさを示す信号 310 減算器 311 コンピュータおよびAFMコントローラ 401 カンチレバーのたわみ信号 402 リファレンス信号取得用のトリガ信号 403 極大値ホールド回路用のトリガ信号 404 極小値ホールド回路用のトリガ信号 405 引力・斥力用サンプル&ホールド回路用のトリガ
信号 406 弾性用サンプル&ホールド回路用のトリガ信号 407 弾性用サンプル&ホールド回路用のトリガ信号 507 減算器 508 コンピュータおよびAFMコントローラ 602 極大値ホールド回路用のトリガ信号 603 リファレンス信号取得用のトリガ信号 604 サンプリング範囲を指定するトリガ信号 703 カンチレバー 704 試料 705 XYZトランスレータ 706 たわみ信号処理装置 707 コンピュータおよびAFMコントローラ 708 発振器 709 Zトランスレータコントローラ 710 XYトランスレータコントローラ 711 加算器 808 発振器 810 加振用圧電アクチュエータ 908 発振器 910 加振用圧電アクチュエータ
101 Topography of the sample from the force curve against distance,
The area where information on viscoelasticity is obtained 102 The area where information on the attractive and repulsive forces between the probe and the sample is obtained from the force curve for the distance 103 The information on the adsorption force acting between the probe and the sample is obtained from the force curve on the distance 103 Area 201 Signal used for feedback control and topography image 202 Deflection signal of cantilever 204 Signal indicating magnitude of adsorption force acting between probe and sample 205 Signal indicating hardness of sample surface 206 Probe and sample Signal indicating the magnitude of the attractive / repulsive force acting between 310 Subtractor 311 Computer and AFM controller 401 Flexure signal of cantilever 402 Trigger signal for reference signal acquisition 403 Trigger signal for maximum value hold circuit 404 Trigger signal for minimum value hold circuit Trigger signal 405 Trigger for sample and hold circuit for attractive / repulsive force Signal 406 Trigger signal for sample and hold circuit for elasticity 407 Trigger signal for sample and hold circuit for elasticity 507 Subtractor 508 Computer and AFM controller 602 Trigger signal for maximum value hold circuit 603 Trigger signal for acquiring reference signal 604 Sampling Trigger signal specifying range 703 Cantilever 704 Sample 705 XYZ translator 706 Flexure signal processor 707 Computer and AFM controller 708 Oscillator 709 Z translator controller 710 XY translator controller 711 Adder 808 Oscillator 810 Piezoelectric actuator for excitation 908 Oscillator 910 Excitation Piezo actuator

フロントページの続き (72)発明者 作原 寿彦 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 安宅 龍明 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 藤平 正道 神奈川県川崎市麻生区下麻生1103−5 藤 平 正道内Continued on the front page (72) Inventor Toshihiko Sakuhara 1-8-8 Nakase, Mihama-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside Seiko Instruments Inc. (72) Inventor Tatsuaki Ataka 1-8-1, Nakase, Mihama-ku, Chiba City, Chiba Instruments Corporation (72) Inventor Masamichi Fujihira 1103-5 Shimo Aso, Aso-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Masamichi Fujihira

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カンチレバーとプローブを有し、カンチ
レバーに取り付けられたプローブの先端が試料の表面を
走査するときに、プローブの位置に対して、試料表面を
反映するデータを収集する原子間力顕微鏡において、前
記プローブまたは試料を前記カンチレバーの共振周波数
以下の周波数で振動させて、前記プローブと前記試料を
周期的に接触させながら試料表面を走査することによっ
て、前記試料表面の形状に関する情報に加えて、前記試
料表面の性質を表す情報を複数取得し、同時に画像化す
ることを特徴とする原子間力顕微鏡。
An atomic force microscope having a cantilever and a probe, and collecting data reflecting the sample surface with respect to the position of the probe when the tip of the probe attached to the cantilever scans the surface of the sample. In, the probe or the sample is vibrated at a frequency equal to or lower than the resonance frequency of the cantilever, by scanning the sample surface while periodically contacting the probe and the sample, in addition to information on the shape of the sample surface An atomic force microscope, wherein a plurality of pieces of information representing the properties of the sample surface are obtained and imaged simultaneously.
【請求項2】 前記原子間力顕微鏡において、プローブ
に働く最大斥力を一定に保つようにプローブまたは試料
の位置を制御しながら試料表面上を操作することによっ
て、試料表面の表面形状像を得ることを特徴とする請求
項1記載の原子間力顕微鏡。
2. In the atomic force microscope, a surface shape image of the sample surface is obtained by operating the sample surface while controlling the position of the probe or the sample so as to keep the maximum repulsive force acting on the probe constant. The atomic force microscope according to claim 1, wherein:
【請求項3】 プローブと試料との距離が十分離れてい
てカンチレバーがたわんでいない状態でのカンチレバー
のたわみを表す信号と、プローブが試料から受ける斥力
が最大となっている状態でのカンチレバーのたわみを表
す信号との差からプローブに働く最大斥力を決定するこ
とを特徴とする請求項2記載の原子間力顕微鏡。
3. A signal representing the deflection of the cantilever when the distance between the probe and the sample is sufficiently large and the cantilever is not bent, and the deflection of the cantilever when the repulsive force received by the probe from the sample is maximum. 3. The atomic force microscope according to claim 2, wherein a maximum repulsive force acting on the probe is determined from a difference from a signal representing the force.
【請求項4】 カンチレバーまたは試料の振動に同期し
たトリガ信号のタイミングを調節し、そのトリガにあわ
せてカンチレバーのたわみを表す信号を測定することに
よって、カンチレバーがたわんでいない状態でのカンチ
レバーのたわみを表す信号を決定することを特徴とする
請求項3記載の原子間力顕微鏡。
4. Adjusting the timing of a trigger signal synchronized with the vibration of a cantilever or a sample, and measuring a signal representing the deflection of the cantilever in accordance with the trigger to reduce the deflection of the cantilever when the cantilever is not bent. 4. An atomic force microscope according to claim 3, wherein a signal to be represented is determined.
【請求項5】 カンチレバーまたは試料の振動に同期し
た開始と終了のトリガ信号のタイミングを調節し、開始
トリガから終了トリガの間でのカンチレバーのたわみを
表す信号から、プローブに働く最大斥力を決定すること
を特徴とする請求項3記載の原子間力顕微鏡。
5. The timing of a start and end trigger signal synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the maximum repulsive force acting on the probe is determined from a signal representing the deflection of the cantilever between the start trigger and the end trigger. The atomic force microscope according to claim 3, wherein:
【請求項6】 プローブが試料表面に接触した後、プロ
ーブを試料表面から引き離すのに充分な大きさの振幅で
前記プローブを振動させることを特徴とする、請求項1
記載の原子間力顕微鏡。
6. The method according to claim 1, wherein after the probe contacts the sample surface, the probe is vibrated with an amplitude large enough to separate the probe from the sample surface.
Atomic force microscope as described.
【請求項7】 前記振動段階において、正弦波で振動さ
せることを特徴とする請求項1記載の原子間力顕微鏡。
7. The atomic force microscope according to claim 1, wherein the oscillating step oscillates with a sine wave.
【請求項8】 試料の表面形状像と、試料表面上でのプ
ローブと試料表面との間に働く相互作用および試料の物
性分布と、を同時に画像化することを特徴とする請求項
1記載の原子間力顕微鏡。
8. The method according to claim 1, wherein a surface shape image of the sample, an interaction between the probe and the sample surface on the sample surface, and a physical property distribution of the sample are simultaneously imaged. Atomic force microscope.
【請求項9】 プローブと試料表面との間に働く引力及
び斥力を画像化することを特徴とする請求項8記載の原
子間力顕微鏡。
9. The atomic force microscope according to claim 8, wherein attraction and repulsion acting between the probe and the sample surface are imaged.
【請求項10】 カンチレバーまたは試料の振動に同期
した二つのトリガ信号のタイミングを調節し、それぞれ
のタイミングでのカンチレバーのたわみを表す信号の差
からプローブと試料との間に働く引力および斥力を決定
することを特徴とする請求項9記載の原子間力顕微鏡。
10. The timing of two trigger signals synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the attraction and repulsion acting between the probe and the sample are determined from the difference between the signals representing the deflection of the cantilever at each timing. The atomic force microscope according to claim 9, wherein:
【請求項11】 プローブと試料との間に働く吸着力の
分布を画像化する事を特徴とする請求項8記載の原子間
力顕微鏡。
11. The atomic force microscope according to claim 8, wherein the distribution of the attraction force acting between the probe and the sample is imaged.
【請求項12】 カンチレバーまたは試料の振動に同期
した開始と終了のトリガ信号のタイミングを調節し、開
始トリガから終了トリガの間でのカンチレバーのたわみ
を表す信号からプローブと試料との間に働く吸着力を決
定することを特徴とする請求項11記載の原子間力顕微
鏡。
12. A method of adjusting the timing of a start and end trigger signal synchronized with the vibration of a cantilever or a sample, and performing adsorption between the probe and the sample based on a signal representing the deflection of the cantilever between the start trigger and the end trigger. The atomic force microscope according to claim 11, wherein the force is determined.
【請求項13】 試料表面の硬さの分布を画像化するこ
とを特徴とする請求項8記載の原子間力顕微鏡。
13. The atomic force microscope according to claim 8, wherein a distribution of hardness of the sample surface is imaged.
【請求項14】 カンチレバーまたは試料の振動に同期
した二つのトリガ信号のタイミングを調節し、それぞれ
のタイミングでのカンチレバーのたわみを表す信号の差
から試料表面の硬さを決定することを特徴とする請求項
13記載の原子間力顕微鏡。
14. The method according to claim 1, wherein the timing of the two trigger signals synchronized with the vibration of the cantilever or the sample is adjusted, and the hardness of the sample surface is determined from the difference between the signals representing the deflection of the cantilever at each timing. An atomic force microscope according to claim 13.
【請求項15】 カンチレバーのたわみを表す信号から
試料表面に関する情報を取得するタイミングと、表面形
状に関する情報を取得するタイミングを同期させること
を特徴とする請求項10、12および14のいずれか1
つに記載の原子間力顕微鏡。
15. The apparatus according to claim 10, wherein the timing of acquiring information on the surface of the sample from the signal representing the deflection of the cantilever and the timing of acquiring information on the surface shape are synchronized.
Atomic force microscope according to any one of the above.
【請求項16】 試料表面の形状測定と同時に試料表面
上の各位置でのカンチレバーのたわみを表す信号の一周
期分または、その一部を記憶装置に保存することを特徴
とする請求項2記載の原子間力顕微鏡。
16. The apparatus according to claim 2, wherein one cycle of a signal representing the deflection of the cantilever at each position on the sample surface or a part thereof is stored in the storage device simultaneously with the shape measurement of the sample surface. Atomic force microscope.
【請求項17】 請求項15記載の装置において、試料
表面の形状に関する情報を取得するタイミングと、試料
表面上の各位置でのカンチレバーのたわみを表す信号の
一周期分または、その一部を記憶装置に保存するタイミ
ングと、を同期させることを特徴とする請求項2記載の
原子間力顕微鏡。
17. The apparatus according to claim 15, wherein a timing for acquiring information on the shape of the sample surface and one cycle of a signal representing the deflection of the cantilever at each position on the sample surface or a part thereof are stored. 3. The atomic force microscope according to claim 2, wherein the timing of storing the information in the apparatus is synchronized.
【請求項18】 前記記憶装置に保存した、一周期分の
カンチレバーのたわみを表す信号からプローブと試料と
の間に働く引力及び斥力を決定し、引力及び斥力の分布
を画像化する事を特徴とする請求項16または17記載
の原子間力顕微鏡置。
18. The method according to claim 1, wherein the attraction and repulsion acting between the probe and the sample are determined from a signal representing the deflection of the cantilever for one cycle stored in the storage device, and the distribution of the attraction and repulsion is imaged. The atomic force microscope according to claim 16 or 17, wherein:
【請求項19】 前記記憶装置に保存した、一周期分の
カンチレバーのたわみを表す信号からプローブと試料と
の間に働く吸着力を決定し、吸着力分布を画像化する事
を特徴とする請求項16または17記載の原子間力顕微
鏡。
19. The method according to claim 19, wherein a suction force acting between the probe and the sample is determined from a signal representing the deflection of the cantilever for one cycle stored in the storage device, and the distribution of the suction force is imaged. Item 18. An atomic force microscope according to item 16 or 17.
【請求項20】 前記記憶装置に保存した、一周期分の
カンチレバーのたわみを表す信号から試料の硬さを決定
し、硬さ分布を画像化することを特徴とする請求項16
または17記載の原子間力顕微鏡。
20. The method according to claim 16, wherein the hardness of the sample is determined from a signal representing the deflection of the cantilever for one cycle stored in the storage device, and the hardness distribution is imaged.
Or the atomic force microscope according to 17.
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